物理化学-相平衡讲解.ppt

;二、 相平衡的条件（Condition of phase equilibrium）;6－2 相律 （Phase Rule）;组分数：定义为 K＝ S – R – R’ ;例如：金属Zn的冶炼;反应① ZnO+C → CO+Zn 反应② 2ZnO+C → CO2+2Zn 反应③ CO2+C → 2CO; 为什么要引入组分数的概念 例如：水 S=1，则R=0，R’=0 ∴ K=1 S=3，则R=1，R’=1 ∴ K=1 所以K比S更具科学性，便于交流。;上次课讲授内容：相平衡;概念：;问答题：;三、 相律（Phase Rule）;②意义：对于指定的系统（ K一定），描述f～φ关系 K一定：φ ↑ f ↓， φ ↓ f ↑ f ＝0时，则φ max φ ＝1时，则 f max 如水f＝1 －φ＋2（n) ，Φ=3 ;f＝K －φ＋2; f＝2－2＋2＝2 在25℃的条件下，则 f＝2－2＋1＝1(条件自由度） 例：P(蒸汽压）=f（T、P、组成），做实验时T=25℃固定不变 ;⑤ 用途：相律的应用;6－3 纯物质的两相平衡(2-phase equilibrium for pure substance); ;Clapeyron’s Equation（推倒略0 ;克氏方程应用---纯物质的任意两相平衡（g-l 、g-s、 l-s平衡）;2、s-g平衡;方程式中各量的物理意义：;二、压力对蒸气压的影响 (Effect of pressure on vapour pressure); 纯液体 pV= f(T,p)，T、P如何影响蒸汽压？;; 6－4 纯物质的相图(Phase diagram for pure substance );目前研究相平衡方法：;纯物质的相律：水;上次课的内容;水的相图 (The phase diagram for water);各线代表的意义：;各面代表的意义：;点代表的意义;纯物质相图的几种相态:;（2）★介晶态 mesomorphic state;;6－5 二组分理想溶液的g-l平衡相图 (Diagram of g-l equilibrium for a binary ideal solution);易调控的变量有三个：T、P、x;一、 p-x –y 图（蒸气压－组成图） ;二、 T-x -y图（沸点－组成图） (Boiling point-composition diagram);上次课内容：;液相用拉乌尔定律计算： xA=(p-pB*)/(pA* - pB* )----泡点方程（T与xA关系） 气相用道尔顿分压定律计算： yA =pA/p= pA* xA /p= pA* /p (p-pB*)/(pA* - pB* )----露点方程（ T与yA的关系） p*来源 （1）实验-查手册p*=f(t) (2)经验式 ㏒ p*=A-B/t+C C—安托尼常数;2、应用;三、杠杆规则 (Lever principle);以上杠杆定律推到对B组分做了两次质量守恒得到。;② 实质：质量守恒。所以适用于任意两相区。严格说，适用于任意满足质量守恒的场合。（l-l和s-s也可用）;四、 分馏（蒸馏）原理 （Principle of fractional distillation）;五 精馏原理;4 蒸馏分类;;6相组成表示方法;(3)a-x的换算;双组份理想溶液气液相平衡;4.3 精馏原理;精馏分离 (Rectification or rectifying);2、精馏原理：;3、工业上采用：;4、塔设备中;精馏原理小结:;作业：1、书上：6-4、6-5（买坐标纸作图）;;;;四、 分馏原理 （Principle of fractional distillation）;;精馏分离 (Rectification or rectifying);;;例：物系点O总量为50mol，处于两相区中，xD= 0.5mol,液相和气相组成分别为： Xc=0.3， YE=0.6(摩尔组成）。求其气相物质的量。;;相图小结;作业;(1) 每个相均满足归一化条件∑BxB=1，所以有一个不独立浓度。共扣除φ个不独立浓度。 (2) 对任一物质B， μB(1) =μB(2) =…=μB(φ) ，有(φ －1)个关于μB的等式，即(φ －1)个关于T、p、浓度的方程，所以有(φ －1)个不独立变量。共扣除S(φ －1)个不独立变量。